Atto primo
Il sultano ottomano Bajazet, sconfitto dall’imperatore tartaro Tamerlano, è ora prigioniero nel suo stesso palazzo. Il principe greco Andronico, alleato del vincitore, ottiene che Bajazet sia liberato, ma questi preferirebbe uccidersi piuttosto che umiliarsi di fronte a Tamerlano; se decide di restare in vita è soltanto perché con il suo gesto metterebbe in pericolo l’adorata figlia Asteria, la quale ama, corrisposta, Andronico. Di lei, tuttavia, si è innamorato anche Tamerlano, che era destinato a sposare la principessa di Trabisonda, Irene. L’imperatore, che ignora l’amore tra i due giovani, decide dunque di dare Irene in moglie ad Andronico, se questi lo aiuterà a conquistare Asteria. Poi annuncia alla stessa Asteria che se acconsentirà a sposarlo risparmierà la vita del padre, mentre Andronico, che cercherà di ottenere da Bajazet il consenso alle nozze, si unirà in matrimonio con Irene. Asteria, smarrita, pensa di essere stata tradita da Andronico e comunque di accettare la proposta di Tamerlano per salvare suo padre. Ma Bajazet nega il consenso alle nozze di Asteria con Tamerlano e consiglia ad Andronico di rassicurare Asteria sul loro amore. Andronico esita, temendo di nuocere a Bajazet, e Asteria si dimostra fredda e distante verso di lui. Al suo arrivo a Prusa, Irene non viene ammessa alla presenza di Tamerlano. Andronico la informa della situazione, le assicura il proprio aiuto e le consiglia di presentarsi a corte in veste di ambasciatrice con l’aiuto di Leone, amico sia di Andronico sia di Tamerlano.

Atto secondo
Tamerlano dichiara a uno stupefatto Andronico che Asteria ha acconsentito a sposarlo; le nozze si faranno anche senza il consenso di Bajazet. Sempre più Asteria e Andronico diffidano l’una dell’altro, dubitando del reciproco amore. Il principe greco è comunque deciso a evitare le nozze e aggiorna Bajazet sulla piega presa dagli eventi, mentre Tamerlano, con Asteria al proprio fianco, riceve Irene travestita da ambasciatrice. Quest’ultima rimprovera ad Asteria di aver preso indebitamente il posto della principessa di Trabisonda al fianco di Tamerlano, il quale afferma da parte sua che sposerà Irene soltanto nel caso in cui Asteria cessasse di piacergli. In modo misterioso, Asteria assicura Irene sulla sua intenzione di diventare presto sgradita a Tamerlano. Nel frattempo Andronico è disperato e minaccia di uccidersi qualora Asteria sposasse l’imperatore, ma Bajazet è determinato a fermare la figlia. Nella sala del trono Tamerlano annuncia il proprio fidanzamento con Asteria, allorché irrompe Bajazet invece di prostrarsi di fronte al nemico, questi si getta a terra e cerca così, invano, di impedire alla figlia di sedersi sul trono accanto a Tamerlano. Quando il padre le ricorda di aver giurato di vendicarlo, Asteria tuttavia confessa di fronte a tutti di aver accettato di sposare Tamerlano soltanto per poterlo uccidere durante la prima notte di nozze. Furibondo, Tamerlano minaccia lei e il padre di morte, mentre Asteria si riconcilia con Bajazet e con Andronico.

Atto terzo
Bajazet e Asteria sono imprigionati e meditano di darsi la morte col veleno se le cose dovessero volgere al peggio. Ma Tamerlano è tornato sulla sua decisione e ordina ad Andronico di rinnovare la sua proposta di nozze ad Asteria. Inizialmente Andronico è indeciso sul da farsi, ma poi dichiara apertamente di essere innamorato di Asteria, la quale riafferma il proprio odio per Tamerlano. Questi ordina allora che per punizione Bajazet sia decapitato e Asteria sia data in sposa a uno schiavo. Quando la ragazza si getta in ginocchio chiedendo pietà per il padre, entra Bajazet e rimprovera la figlia di essersi prostrata dinanzi al nemico. Tamerlano comanda allora che Bajazet e Asteria presenzino al banchetto che si sta preparando; la ragazza e Andronico si dicono addio. Leone intanto sollecita Irene a prendere il posto che le spetta sul trono accanto a Tamerlano Durante il banchetto, Asteria cerca di uccidere Tamerlano versando del veleno nella coppa a lui destinata, ma Irene impedisce all’imperatore di bere, salvandogli la così vita, e rivela la propria vera identità. A questo punto l’imperatore, riconciliatosi con Irene, ordina ad Asteria di dare la coppa al padre oppure all’innamorato. La ragazza cerca di bere il veleno lei stessa, ma Andronico glielo impedisce. Quando Tamerlano ordina che Asteria sia data come preda agli schiavi, Bajazet decide di avvelenarsi, per sottrarsi per sempre alla tirannia dell’imperatore, maledice Tamerlano e promette di tormentarlo dagli inferi. Asteria vorrebbe che il padre prima di morire la uccidesse, ma Bajazet afferma di non poter più compiere un simile gesto. Quindi Asteria e Andronico hanno intenzione di uccidersi a loro
volta, ma l’imperatore appare ormai placato: sposerà Irene e lascerà Asteria e il trono di Bisanzio ad Andronico. Dopo tanto dolore e tanti lutti il futuro appare meno fosco.